Ученые Томского научного центра СО РАН в интересах промышленного партнера разработали технологический процесс и создали аппарат химической технологии, нагрев которого осуществляется радиационными трубами фильтрационного горения.
Благодаря сжиганию топлива в специально структурированной пористой среде, размещенной внутри радиационной трубы, удается одновременно решить несколько задач: уменьшить габариты и повысить тепловую эффективность установки, использовать в качестве топлива низкокалорийные технологические газы, исключить вредные выбросы в атмосферу и при этом обеспечить высокие тепловые потоки для протекания эндотермических реакций в аппаратах химических технологий.
«Вот уже четверть века в Томском научном центре СО РАН исследуются процессы фильтрационного горения и разрабатываются горелочные устройства на основе этого метода. Мы проводим полный цикл работ, начиная с лабораторного эксперимента и численного моделирования и заканчивая созданием демонстрационных и опытно-промышленных образцов техники, отработкой технологии, после чего производится ее передача заказчику для масштабирования на производстве. Для выполнения опытно-конструкторских работ и создания технологий на территории ТНЦ СО РАН есть всё необходимое: мотивированная команда исследователей и специалистов, поддержка руководства, необходимые помещения, мощности и оборудование», — отметил заместитель директора ТНЦ СО РАН по научной работе, заведующий лабораторией технологического горения доктор технических наук Анатолий Сергеевич Мазной.
Радиационные трубы, также известные как радиантные или инфракрасные, широко применяются в промышленности, однако для малотоннажных аппаратов химических технологии важна компактность и высокая эффективность. Исследователи из ТНЦ СО РАН предложили реализовать в трубах инновационный подход — фильтрационное горение газов. Для этого труба наполняется особой пористой средой, в пустотах которой контролируемо сжигается газовое топливо, что позволяет при длине трубы менее одного метра передавать в технологический процесс до 90 % энергии сгоревшего газа. При этом продукты сгорания отводятся в дымовую трубу, не загрязняя защитную газовую атмосферу химического процесса.
Исследования показали, что применение новых радиационных труб позволило почти в два раза снизить расходы энергии на процесс, при этом в качестве топлива могут использоваться технологические газы с низкой калорийностью, которые с избытком имеются на многих химических предприятиях. У работы уже имеется первый заказчик: крупный частный бизнес, заинтересованный в применении экологичных энергоэффективных решений для новых продуктов.
«Сейчас сотрудничество — это не опция, а необходимость. Данная работа была бы невозможна без объединения усилий с командой ученых из Томского политехнического университета под руководством доцента Инженерной школы энергетики кандидата технических наук Кирилла Борисовича Ларионова. Сообща мы можем эффективнее решать технологические задачи, которые ставят промышленные партнеры», — отметил Анатолий Мазной.
Собранная установка базируется на территории технопарка ТНЦ СО РАН, ее размеры — шесть метров в высоту, три в длину и два в ширину. Установка обладает высокой степенью автоматизации и может быть модернизирована для апробации различных химико-технологических процессов в интересах широкого круга заказчиков.
Пресс-служба ТНЦ СО РАН
Фото Петра Каминского
